package map;

public class BSTMap<K extends Comparable<K>,V> implements Map<K,V> {

    private class Node{
        public K key;
        public V value;
        public Node left, right;

        public Node(K key,V value){
            this.key = key;
            this.value = value;
            left = null;
            right = null;
        }
    }

    private Node root;
    private int size;

    //无惨构造函数
    public BSTMap(){
        root = null;
        size = 0;
    }

    @Override
    public int getSize(){
        return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }

    @Override
    public void add(K key, V value){
        //返回已root为根的新的二分搜索树的引用
        root = add(root,key,value);
    }

    //私有的添加节点的递归函数
    private Node add(Node node,K key ,V value){
        //递归出口
        if(node == null){
            size ++;
            return new Node(key,value);
        }

        if(key.compareTo(node.key) < 0){
            node.left = add(node.left,key,value);
        } else if(key.compareTo(node.key) > 0){
            node.right = add(node.right,key,value);
        } else{
            //节点 键 重复，覆盖节点内的值
            node.value = value;
        }
        return node;
    }

    //获取元素的辅助函数
    private Node getNode(K key){
        return getNode(root,key);
    }

    private Node getNode(Node node,K key){
        if(node == null){
            return null;
        }

        if(key.compareTo(node.key) < 0){
            return getNode(node.left,key);
        } else if(key.compareTo(node.key) > 0){
            return getNode(node.right,key);
        } else{
            //key.compareTo(node.key) == 0
            return node;
        }
    }

    @Override
    public boolean contains(K key){
        return getNode(key)!= null;
    }

    @Override
    public V get(K key){
        Node node = getNode(key);
        if(node != null){
            return node.value;
        }
        return null;
    }

    @Override
    public void set(K key,V value){
        Node node = getNode(key);
        if(node != null){
            //有这个键时，才进行覆盖的操作
            node.value = value;
        }
    }

    private Node minimum(Node node){
        if(node.left == null)
            return node;
        return minimum(node.left);
    }

    private Node removeMin(Node node){
        if(node.left == null){
            //这个树是空的，兄弟
            Node rightNode = node.right;
            node.right = null;
            size --;
            return rightNode;
        }

        node.left =  removeMin(node.left);
        return node;
    }


    @Override
    public V remove(K key){
        Node node = getNode(key);
        if(node != null){
            root = remove(root,key);
            return node.value;
        }
        return null;
    }

    //删除掉以node为根的二分搜索树中键为key的节点，递归算法
    //返回删除节点后新的二分搜索树的根
    private Node remove(Node node,K key){
        if(node == null)
            return null;
        //当目标值大于该节点的值，向该节点的右子树进发
        if(key.compareTo(node.key) > 0){
            node.right = remove(node.right,key);
            return node;
        } else if(key.compareTo(node.key) < 0){ //当目标值小于该节点的值，向该节点的左子树进发
            node.left = remove(node.left,key);
            //返回根节点
            return node;
        } else{ //e == node.e
            //第一种情况，该节点是一个叶子节点
            if(node.right == null){
                //第二中情况，该节点只有左孩子
                Node leftNode = node.left;
                node.left = null;
                size--;
                return leftNode;
            } else if(node.left == null){
                Node rightNode = node.right;
                node.right = null;
                size--;
                return rightNode;
            } else { //left 和 right都不为空
                //先在子树中找到最小的值
                Node s = minimum(node.right);
                //删除子树中对应的元素，并这个后继节点的右子树设置为新的子树
                s.right = removeMin(node.right);
                //将新的节点的左子树设置为新的左子树。
                s.left = node.left;
                //将待删除的左右节点设置为空
                node.left = node.right = null;
                return s;
            }
        }
    }
}
